Основные этапы седиментации кильдинской серии верхнего рифея северо-запада Кольского полуострова

Литологические исследования слабометаморфизованных отложений докембрия позволяют наиболее точно восстанавливать условия древнего осадконакопления, что является одной из главных задач их изучения. Значительный интерес в этом отношении представляют отложения кильдинской серии, которые распространены в пределах п-ова Средний и о. Кильдин в виде характерных для верхнего рифея образований мелководных морских бассейнов — разнообразных песчаников, в том числе глауконитовых, строматолитовых доломитов и известняков и красноцветных осадков.

Радиологический возраст, определенный по глаукониту для нижних уровней кильдинской серии на п-ове Среднем, колеблется от 1059 до 762 млн. лет, для нижних уровней разреза на о. Кильдин от 1015 до 849 млн. лет. Целесообразно начать описание разреза с отложений серии на п-ове Среднем, где обнажена ее нижняя часть, лежащая на гранитах и гранито-гнейсах основания, а продолжить — по отложениям о. Кильдин, где имеется палеонтологически охарактеризованный и литологически более разнообразный разрез вышележащих образований серии (рис. 56). В качестве маркирующего уровня для сопоставления разрезов кильдинской серии принято основание коровинской свиты о. Кильдин и палвинской свиты, по В.3. Негруце, п-ова Средний. Выбор этого уровня объясняется его закономерной принадлежностью к определенному этапу рифейской седиментации, который характеризовался отчетливой стабилизацией тектонического режима после активного сноса в бассейн седиментации материала, слагающего черновскую свиту. Такой подход предполагает сопоставление, с одной стороны, палвинской свиты п-ова Среднего, а с другой — коровинской, безымянной и чернореченской свиты о. Кильдин. При этом следует иметь в виду литологические различия между сопоставляемыми свитами.

Перзая снизу свита кильдинской серии, названная нами по месту своего распространения кутовой, была изучена в южной части п-ова Средний в районе одноименной губы и губы Малой Волоковой. Предыдущие исследователи выделяют эту часть разреза в качестве подсвит или отдельных пачек свит. Учитывая, что отложения этой части разреза отражают определенный этап седиментации, существенно отличный от последующих, мы считаем возможным выделить их в ранг свиты. Свита имеет ярко выраженный базальный характер. Она слагается светлыми кварцевыми, полевошпат-кварцевыми и аркозовыми метапсаммитами, иногда глауконитовыми и содержащими примесь доломита. В целом породы отличаются достаточно хорошей сортированностью и часто проявленными реликтовыми структурами, подчеркивающими первичную хорошую окатанность регенерированных зерен кварца и отмеченных пылевидными окислами железа. Цемент псаммитов обычно поровый, реже базальный. В нижних частях свиты он обычно представлен существенно серицитовым материалом, а выше — карбонатом (доломитом). Среди обычных акцессорных минералов пород — окатанные зерна циркона, турмалина, апатита. В отдельных прослоях появляются существенно кварцевые гравелиты и конгломераты, а также полимиктовые — с мелкими обломками темных кремнистых пород. В верхах свиты устанавливаются незначительные проявления красноцветности пород. Свита отражает начало седиментации в условиях стабилизированного тектонического режима после предшествовавшего длительного перерыва и выветривания, что подтверждается наличием в ее основании в различной степени выветрелых гранитов, и достаточно высокой степенью осадочной дифференциации материала свиты. Мощность кутовой свиты на изученных участках оценивается в 40 м, но есть основания предполагать, что ее мощность в целом может быть значительно большей.

Породы иерновской свиты распространены в южной части п-ова Среднего в виде субширотной полосы. Одной из наиболее значительных высот здесь является гора Иерно-айви, по имени которой и названа эта свита. Отложения свиты в основном представлены темно-серыми, иногда зеленоватыми и светло-серыми псаммитами. Ее особенность — преобладание мелко- и среднезернистых осадков, изредка сменяющихся аркозами. В ряду от аркозов к грауваккам увеличивается количество окатанных обломков пород (микрокварцитовых и хлоритизированных), а также обломочных слюд — биотита и в меньшей степени мусковита. Основную часть обломочных зерен составляют кварц, калиевый шпат и плагиоклазы. Обычна примесь глауконита. Светлые разновидности пород, как правило, субграувакковые или аркозовые. В цементе измененный глинистый материал, количество и основность которого (хлорит, биотит) увеличиваются в граувакках и некоторых мелкозернистых псаммитах. Характерные примеси — мелкообломочный магнетит, агрегатный сфен (лейкоксен), циркон, турмалин, апатит. В светлых разновидностях пород встречается пятнистый карбонатный цемент.

Основные черты состава свиты, прежде всего, такие, как слабая сортированность и присутствие граувакк, указывают на нарастающий темп седиментации, возможно, на некоторое погружение дна бассейна и, в отличие от кутовой свиты, на активные явления смешивания материала, связанные с начавшейся интенсивной подачей продуктов размыва основных (вулканогенных?) пород. Мощность свиты не менее 200 м.

Располагающиеся выше по разрезу свиты выделяются в пределах о. Кильдин. За нижней свитой о. Кильдин, или третьей в общем разрезе серии, сохранено название коровинской. Это название предложено В.3. Негруцой. Используя название, автор не может согласиться с принятым В.3. Негруцей и Ю.Р. Беккером и др. объемом свиты к ее положением на наиболее древнем уровне всего разреза кильдинской серии. В пользу нашего мнения свидетельствуют как близкие цифры абсолютного возраста по глаукониту для п-ова Средний (1059 млн. лет) и о. Кильдин (1015 млн. лет), с которыми соглашаются сами Ю.Р. Беккер, В.3. Негруца и Н.И. Полевая, так и новые данные, полученные в результате изучения разреза.

Породы коровинской свиты протягиваются полосой на широте мыса Коровьего и представлены чередованием зеленовато-серых тонкозернистых, пелитовых и среднезернистых алевровсаммитов субграуваккого, реже аркозового или грауваккового состава с прослоями и линзами глауконитовых псаммитов и пластами серых строматолитовых известняков и доломитов. Для свиты характерно широкое распространение признаков подводного конседиментационного размыва (см. рис. 56). В составе свиты, отложения которой содержат наибольшее количество строматолитовых горизонтов, выделяются две подсвиты. Нижняя из них мощностью 35 м представлена чередованием зеленовато-серых тонкослоистых мелкозернистых алевропсаммитов, пелитовых алевропсаммитов субграуваккового, реже грауваккового состава, переходящих в среднезернистые субграувакковые и реже — аркозовые псаммиты с прослоями метапелитов и восемью горизонтами серых строматолитовых доломитов и известняков. Строматолитовые биогермы о. Кильдин описаны в специальной работе. В целом для подсвиты характерно преобладание субграувакковых пород над граувакковыми и несколько большая сортированность и содержание, чем в иерновской свите, обломочного кварца. В отдельных прослоях и основаниях некоторых строматолитовых горизонтов отмечаются признаки подводного размыва карбонатных отложений, приуроченные, главным образом, к верхам подсвиты. По этим данным можно предполагать, что нижняя подсвита формировалась в обстановке ослабевающей подачи терригечного материала, но при продолжавшемся некотором углублении дна бассейна седиментации, которое замедлилось к концу времени ее образования.

Верхняя подсвита мощностью 20 м образована чередованием темнобурых субграувакковых алевропсаммитов, педитовых алевролитов и алевропсаммитов, содержащих отдельные небольшие прослои и линзы существенно кварцевых глауконитовых псаммитов. Для последних характерно уменьшение вверх по разрезу примеси доломита в цементе. В нижней части подсвиты — два пласта строматолитовых известняков и доломитов. Литологические особенности подсвиты свидетельствуют об уменьшении глубины бассейна седиментации и продолжающемся снижении привноса терригенного материала. Общая мощность коровинской свиты 55 м.

Выше коровинской в разрезе располагается безымянная свита, породы которой распространены полосой к северу от выходов нижележащих образований и хорошо прослеживаются в долине р. Безымянной, а также в морских береговых уступах. В составе свиты присутствуют темно-бурые и серые субграувакковые алевролиты и алевропсаммиты с прослоями глауконитовых псаммитов и онколитовых доломитов. В верхней части свиты располагается размытый пласт строматолитовых доломитов, перекрывающийся оиколитовыми песчанистыми доломитами. В составе свиты выделяются две подсвиты.

Нижняя подсвита мощностью 20 м сложена переслаивающимися темно-бурыми и серыми субграувакковыми и пелитовыми алевропсаммитами и псаммитами мелко- и среднезернистыми или весьма неравномернозернистыми с глауконитом и доломитом в метапелитовом цементе, содержащими прослои и горизонты средне- и крупнозернистых косослоистых аркозовых псаммитов с обильным глауконитом. В верхней части подсвиты наблюдаются прослои полевошпат-кварцевых псаммитов с повышенным содержанием акцессорных — апатита, циркона, турмалина. Подсвита характеризуется отсутствием водорослевых доломитов. В целом особенности состава пород подсвиты указывают на продолжающееся обмеление бассейна и слабую подачу терригенного материала, т. е. на нарастающую стабилизацию тектонического режима.

Верхняя подсвита мощностью 25 м обнаруживает определенное сходство с нижней. Ее основу составляют чередующиеся темно-бурые субграувакковые пелитовые алевропсаммиты и неравномернозернистые псаммиты с алевритовой примесью. На фоне этих осадков выделяются прослои крупнозернистых кварцевых псаммитов с глауконит-доломитовым цементом и отдельные горизонты онколитовых доломитов с обильной примесью крупнозернистого окатанного кварца и глауконита. В верхней части подсвиты присутствует горизонт размытых строматолитовых доломитов, перекрывающихся онколитовыми образованиями. Рассмотренная подсвита отражает наметившуюся тенденцию к новому погружению дна бассейна при ограниченной подаче терригенного материала. Общая мощность свиты 45 м.

Следующая в разрезе чернореченская свита, названная по имени р. Черной, в долине которой, так же, как и в морских береговых уступах, обнажаются относящиеся к ней породы, характеризуется широким распространением красноцветных пород: известняков с прослоями алевропелитов, сменяющихся выше по разрезу пестроцветными — красно-бурыми, зеленовато-серыми и зелеными алевропсаммитами, метапелитами и доломитами. В средней части пласт пестроцветных строматолитовых доломитов. Породы свиты характеризуют время завершения этапа стабилизации и отчетливо проявленные признаки выветривания пород в области питания. В составе свиты выделяются две подсвиты.

Нижняя подсвита мощностью 35 м слагается красноцветными неравномернозернистыми известняками с тонко распыленным гематитовым материалом и резко подчиненным количеством тонких прослоев красноцветных (гематитсодержащих) пелитовых алевропсаммитов субграуваккового и аркозового состава. Литологичеокий состав подсвиты отражает резкое углубление дна бассейна при весьма ограниченном привносе терригенного материала. Красноцветный характер отложений свидетельствует о стабилизации тектонического режима в области сноса и об усилившихся там процессах химического выветривания. Верхняя подсвита мощностью 25 м образована красно-бурыми и зеленовато-серыми мелкозернистыми пелитовыми алезропсаммитами и алевролитами с прослоями красно-бурых и зеленых метапелитов и розовых гематитсодержащих доломитов. В нижней части подсвиты — тонкий прослой доломитов с признаками размыва и участками, обогащенными тонкообломочным кварцем, на поверхности размыва залегает пласт пестроцветных строматолитовых доломитов. В целом подсвита типично пестроцветная. Характер отложений свидетельствует об уменьшении глубинности бассейна, седиментации, слабой подаче терригенного материала и влиянии синхронного выветривания в области питания. Общая мощность свиты 60 м.

Новый этап тектонической активизации начинается пестроцветными и сероцветными отложениями песцовозерской свиты, породы которой обнажены в районе оз. Песец и смежных районах. Свита образована чередующимися прослоями субграувакковых и граувакковых пелитовых алевропсаммитов, разнозернистых псаммитов и алевролитов красно-бурой, зеленовато-серой и серой окраски. Характерно присутствие разновидностей с обильным метапелитовым (серицитовым) цементом. На фоне этих преобладающих пород развиты прослои мелко- и среднезернистых субграувакковых и аркозовых псаммитов с пятнисто распределенным доломитовым цементом, а также редкие прослои кварцевых глауконитовых псаммитов и красноцветных песчанистых доломитов с пелитовой примесью. Для граувакковых и отчасти субграувакковых пород характерно присутствие мелкообломочного магнетита, агрегатного сфена (лейкоксена), окатанных зерен циркона, турмалина, апатита и обильных обломков слюд (биотита и мусковита). Среди обломочной части пород — зерна микрозернистых кислых и основных хлоритизированных пород.

Породы свиты отражают начало нового активного прогибания дна бассейна и одновременно резкое усиление подачи терригенного материала (в том числе продуктов глубокого разложения пород — серицит) и, возможно, вулканогенно-терригенного (обломки пород, хлорит, примесь сфена и рудных материалов). Мощность свиты 180 м.

Мощная сероцветная придорожная свита развита севернее выходов песцовозерской свиты. Отложения придорожной свиты обнажаются в районе оз. Придорожного и во многих других местах в полосе распространения ее пород. Свита характеризует продолжающийся активный снос обломочного материала и слагается темно-серыми и светлосерыми субграувакковыми, граувакковыми и аркозовыми псаммитами разной зернистости с признаками незначительных перерывов, часто содержащими зерна измененного глауконита и необильный пятнистый доломитовый цемент, обычно ожелезненный в выветрелых разностях. Среди акцессорных — циркон, рутил, апатит, сфен, рудные. В верхней части свиты в породах часты признаки мелководья и периодического осушения.

Характер пород свидетельствует об активном накоплении терригенного материала и компенсированном прогибании дна бассейна. В конце времени образования свиты проявляется тенденция к обмелению. Мощность свиты 600 м.

Выше располагается сланцевозерская свита. Она начинается с пород, несущих признаки перемыва и россыпного накопления рудных минералов. В составе свиты преимущественно серые и светло-серые мелко-, средне- и неравномернозернистые субграувакковые псаммиты. На отдельных уровнях разреза встречаются псаммиты с признаками накопления тяжелых минералов в стилолитовых швах и на поверхностях элементов тонких косоволнистых серий. На этих же уровнях обнаруживаются деформированные первично глинистые гальки небольших размеров. Особенности пород указывают на формирование свиты в условиях уменьшающейся скорости погружения дна бассейна и сократившейся подачи терригенного материала при компенсированном в целом характере седиментации. Мощность свиты 250 м.

Разрез кильдинской серии, по-видимому, венчается каруярвинокой свитой. Отложения свиты распространены только в пределах п-ова Средний, а на о. Кильдин отсутствуют. Свита имеет явно пестроцветный облик и представлена красно-бурыми, голубовато-зелеными, красно-зелеными, серыми псаммитами, алевропелитами, пелитами и карбонатными породами. По всему разрезу свиты многочисленные признаки мелководья — знаки ряби, трещины усыхания. В целом состав свиты свидетельствует о новом этапе стабилизации и усилении процессов выветривания в области питания. Мощность свиты 150 м.

Полученные литологические данные свидетельствуют, таким образом, о двух крупных этапах активного прогибания дна бассейна седиментации и интенсивного сноса материала (свиты иерновская, песцовозерская, придорожная, сланцевозерская), наступивших после тектонической стабилизации, сопровождавшейся выветриванием пород в области питания (что отражено в составе свит — кутовой, безымянной, чернореченской, отчасти песцовозерокой), а также о меняющихся соотношениях объема подачи терригенного материала и прогибания дна бассейна, что наряду с другими факторами контролировало появление и размещение карбонатных и, в частности, рифообразующих водорослевых фаций. Каруярвинская свита, вероятно, отвечает заключительному этапу тектонической стабилизации.

Все изложенное выше позволяет сделать вывод о том, что разрез кильдинской серии (п-ова Среднего и о. Кильдин) может быть интерпретирован, как результат двух крупных этапов циклического развития, начинающихся в обстановке стабилизации и развивающихся в условиях сравнительно активных тектонических движений с завершением в условиях конечной стабилизации. Этот вариант развития разреза более удовлетворяет имеющимся фактическим данным, чем одноактный трансгрессивно-регрессивный вариант, предлагаемый В.3. Негруцей.

В заключение необходимы некоторые пояснения по поводу сопоставления разрезов п-ова Среднего и о. Кильдин выше уровня иерновокой свиты. Несмотря на то, что основной особенностью палвинской свиты на п-ове Среднем является наличие горизонтов существенно кварцевых псаммитов с прослоями грубозернистых псаммитов, гравелитов и мелкогалечных конгломератов, а для свит о. Кильдин от коровинской до чернореченской — прослоев строматолитовых и онколитовых известняков и доломитов, представляется, что те и другие могут быть разнофациальными вариантами одних и тех же стратиграфических уровней. Об этом свидетельствуют такие факты, как наличие в кварцитовых горизонтах участков, обогащенных доломитовым цементом, а в строматолитовых прослоях присутствие окатанных кварцевых зерен, близкое количество строматолитовых и кварцитовых прослоев, положение свит в разрезе и, наконец, сходство сравниваемых толщ по мощности. Окончательное решение данного вопроса требует дополнительных исследований. Создание стратотипического разреза кольского рифея, вероятно, должно быть проведено с обязательным учетом фациальных вариаций на уровне коровинской — чернореченской свит от существенно кварцевых песчаных осадков до карбонатных отложений со строматолитовыми и онколитовыми постройками.